Kalsinatsiyalangan soda ishlab chiqarish chiqindisi- kalsiy xlorid asosida alinit sementi olish texnologiyasi

mushkul  bo‘lgan 

muammodir

.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

11 

1.3. Sement turlari, kimyoviy va mineralogik tarkibi 

Qisman erib qovushib qolguncha quydirilgan klinkerni gips, ba’zi hollarda 

esa maxsus qo‘shimchalar bilan birgalikda tuyishdan hosil bo‘lgan gidravlik 

bog‘lovchi modda semyent deb ataladi. Kuydirish maxsulotida kalsiy silikatlar 

ko‘p bo‘ladi (70…80%). Qisman erish natijasida qovishib qotib qolgan mayda-

yirik tosh bo‘laklar klinker deyiladi. 

Semyent  xossalarini  o‘zgartirib  turish,  shuningdyek,  uning  tannarxini 

kamaytirish  maqsadida  aktiv  va  inert  mineral  qo‘shimchalar  qo‘shishga  ruxsat 

etiladi.  Inert  qo‘shimchalar  (oxaktosh,  dolomit,  kvars  qum  va  boshqalar)  miqdori 

10%  dan,  aktiv  (trepel,dolomit,  vitrofir,  trass,  shlak,  gliej  va  boshqalar) 

qo‘shimchalar  miqdori  esa  15%  dan  oshmaslik  kerak.  Biroq  gidravlik 

qo‘shimchalar  20%  va  undan  ortiq  bo‘lishi  ham  mumkin  [37].  U  holda 

maydalangan maxsulot nomi qo‘shilganiga qarab boshqa, ya’ni qo‘shilma sifatida 

donador  domna  shlagi  ishlatilsa  shlakoportlandsement  deb,  tabiiy  gidravlik 

qo‘shilmalar ishlatilsa pussolan portlandsement deb ataladi. 

Klinkerni  tuyayotganda  unda  odatda  ko‘pi  bilan  3%  gips  (sulfat  kislota 

angidridiga  nisbatan  xisoblaganda)  qo‘shiladi.  Bu  bilan  sementning  tishlashish 

muddati uzaytiriladi. Bu esa hossalariga yaxshi ta’sir qiladi. 

Portlandsement  klinkeri  o‘lchamlari  10…20  mm  dan  50…60  mm  gacha 

mayda  va  yirik  donalar  ko‘rinishda  olinadi.  Qovushib  pishgan  klinker  o‘zining 

mikrostrukturasiga  ko‘ra  murakkab  zarrachasimon  turli  kristallar  va  qisman 

shishasimon  maxsulotlar  aralashmasidan  iborat.  Klinker  sifati  asosiy  oksidlar 

miqdori,  mineralogik  tarkibi,  asosiy  oksidlarning  o‘zaro  nisbatiga  qarab 

baxolanadi. Portlandsement klinker ishlab chiqarish uchun hom ashyo materiallari 

sifatida  gil  yoki  lyoss  va  oxaktosh  jinslar  ishlatiladi.  Gil  yoki  lyoss  jinslar  turli 

moddalardan  tashkil  topgan.  Ulardan  asosan  uchta  oksid  bor:  SiO

2

;  Al

2

O

3

  va 

Fe

2

O

3

.  Lyossda  15-25%  atrofida  CaCO3  bor.  O‘zbyekiston  sement  zavodlarida 

asosan  lyoss  ishlatiladi.  Oxaktoshlar  asosan  kalsiy  karbonatdan  iborat.  Kalsiy 

karbonat esa ikki oksid – CaO va CO

2

 dan iborat. Klinker kuydirilganda CO

2

 gazi 

ajraladi; CaO, SiO

2

, Al

2

O

3

 va Fe

2

O

3

 asosiy oksidlar va asosiy klinker minerallarini 

---

 

12 

hosil  qiladi.  Magniy  oksid  (MgO),  ishkorlar  (Na

2

O  va  K

2

O),  titan  ikki  oksid 

(TiO

2

),  fosfor  angidrid  (R

2

O

5

)  ma’lum  darajada  ta’sir  ko‘rsatuvchi  oksidlar  ham 

bor [38]. Asosiy va qo‘shimcha oksidlar miqdori qo‘yidagicha CaO 63-67%, SiO

2

-

21-24%, Al

2

O

3

-4-8%, Fe

2

O

3

-2-4%, MgO-0,5-5%, SO

3

-0,3-1%, Na

2

O va K

2

O–0,4-

1%, TiO

2

-0,2-0,5%, P

2

O

5

-0,1-0,3%. 

1500

0

C  temperaturada  kuydirilgan  erkin  magniy  oksid  suv  ta’sirida  so‘nish 

qobiliyatini  yo‘qotmasa  ham,  u  juda  sust  so‘nadi.  Uning  so‘nish  jarayeni  qotib 

qolgan  sementoshda  ham  davom  etishi  mumkin.  Natijada  qorishma  va  beton 

yoriladi. Bunday xavfli xolning oldini olish uchun sement tarkibidagi erkin magniy 

oksid  miqdorin  standart  tomonidan  chegaralanadi  va  4,5%  dan  oshmasligi  zarur 

[39]. 

Sementda kaliy va natriy oksidlar bo‘lmasa yaxshi, chunki ular  sementning 

tishlanish muddatiga ta’sir qiladi. Bundan tashqari, ishqorlar betonda to‘ldirgichlar 

bilan  o‘zaro  kimyoviy  ta’sir  etishi  mumkin.  Natijada  qotgan  betonning  darz 

ketishiga  Sababchi  bo‘ladigan  natriy  va  kaliy  silikatlar  hosil  bo‘ladi.  Bu  reaksiya 

atrof muxit yetarlicha nam bo‘lsa, juda tez ketadi. SHu sababli gidrotexnik betonlar 

uchun  sement  va  to‘ldirgichlar  tanlayotganda  sementda  qancha  ishqor  borligi 

hisobga  olinishi  lozim  va  to‘ldirgichlarda  amorf  qumtuproqdan  qancha  borligi 

aniqlanadi.  Ishqoriy  metal  oksidlar  bo‘lsa,  beton  yuzasida  shur  dog‘lar  xosil 

bo‘ladi. 

Standartga ko‘ra, sement tarkibida ishqor 1-2% miqdorda bo‘lishi mumkin, 

ammo  gidrotexnik  betonlar  uchun  0,6%  dan,yer  usti  konstruksiyalarini  qurishda 

ishlatiladigan qorishma va betonlar uchun esa 1% dan ortiq ishqor bo‘lgan sement 

ishlatish tavsiya etilmaydi. 

Fosfor  angidrid  1,5…2%  dan  ortsa,  sementning  qotish  jarayeni 

sekinlashtiriladi.  Sementda  4%  gacha  titan  ikki  oksidi  bo‘lsa,  yomon  ta’sir 

ko‘rsatmaydi, ammo ko‘p bo‘lsa mustaxkamligi kamayadi. 

CaO,  SiO

2

,  Al

2

O

3

  va  Fe

2

O

3

    oksidlar  klinkerda  birikib  kalsiy  silikat, kalsiy 

alyuminat  va  kalsiy  alyumofyerritlarni  hosil  qiladi.  Kalsiy  silikatlar  oraligida 

---

 

13 

shishasimon  amorf  oraliq  moddalar  dyeb  ataluvchi  alyuminat  va  alyumofyerritlar 

joylashadi. Minerallar quyidagicha yoziladi [40]: 

45-60%-3CaO∙SiO

2

  yoki  C

3

S-alit 

15-37%-2CaO∙SiO

2

 yoki  C

2

S-belit 

7-15%-3CaO∙Al

2

O

3

 yoki C

3

A–uchkalsiyli alyuminat 

10-18%-4CaO∙Al

2

O

3

∙Fe

2

O

3

 yoki C

4

AF–turtkalsiy alyumofyerrit 

Ishlab  chiqarish  sharoitlarida  CaO  ni  yuqorida  ko‘rsatib  o‘tilgan  minerallar 

ko‘rinishida  batamom  biriktirish  qiyin.  SHuning  uchun  klinker  tarkibida  erkin, 

birikmagan  holda  bir  oz  CaO  qolishi  mumkin.  Klinkerda  erkin  CaO  bo‘lsa,  u 

sement  xosSalariga  magniy  oksidiga  nisbatan  xavfliroq  ta’sir  ko‘rsatadi,  ya’ni 

uning  hajmi  juda  notekis  o‘zgaradi.  Erkin  CaO  sementtoshni  buzib  yubormasligi 

uchun  klinkerni  tuyishdan  oldin  erkin  CaO  holdagi  nam  ta’siridan  so‘nib 

ulgiradigan qilib ma’lum vaqt omborlarda yetiltiriladi. SHunda klinker birmuncha 

yumshaydi  va  uni  tuyish  osonlashadi.  Klinkerning  mineralogik  tarkibiga  qarab, 

portlandsement quyidagi turlarga bo‘linadi: alit portlandsement, undagi uch kalsiy 

silikat  60%  dan  ortiq,  C

3

S:C

2

S    nisbatsn  eSa  4  dan  katta;  belit  portlandsement 

tarkibida  37%  dan  ortiq  ikki  kalsiy  silikat  bor,  C

3

S:C

2

S  nisbatiga  1  dan  kam; 

alyuminat  portlandsement  tarkibida  uch  kalsiy  alyuminat  miqdoriga  qarab 

sementlar  oz  alyuminatli  (S

3

A dan 5% gacha), o‘rtacha alyuminatli (5…9% S

3

A) 

va ko‘p alyuminatli (S

3

A 9%) dan ortiq sementlarga bo‘linadi; alyumofyerit (selit) 

portlandsement, tarkibidagi to‘rt kalsiy alyumofyerrit 18% dan ortiq. 

Alit-portlandsementning yuqori mustaxkamligi, tez qotuvchanligi va boshqa 

qator  xosSalarini  ta’minlovchi  klinkerning  muxim  silikat  minerallidir.  Uning 

miqdori klinker tarkibida 45…80%. Hozirgi kunda uni uch kalsiy silikatning kam 

miqdordagi  MgO,    Al

2

O

3

,    P

2

O

5

,  Cr

2

O

3

    va  boshqalar  bilan  qattiq  eritmasi  dyeb 

xisoblanadi.  C

2

S    tarkibida  bu  moddalarning  miqdori  kam  bo‘lishiga  (2…4%) 

qaramay,  ular  C

3

S    ning  struktura  va  xosSalariga  ma’lum  darajada  ta’sir 

ko‘rSatadi. 

Alit kristallar odatda oltiyoqlik yoki turtburchaklik shaklida bo‘ladi. Uning 

zichligi  3,15  g/sm

3

.  Toza  C

3

S  1200…1250

0

C  dan  1900…2070

0

C  gacha 

---

 

14 

temperatura  oralig‘ida  barkaror  bo‘ladi.  Bu  temperaturadan  pastda  C

3

S-C

2

S      va 

CaO  ga  parchalanadi,  2070

0

C  dan  yuqorida  esa  C

3

S  eriydi.  Pastki  temperatura 

chyegarasi  amaliy  ahamiyatga  ega.  CHunki  klinker  Sanoat  pyechida  sovish 

zonasiga o‘tib soviyotganda bir oz vaqt 1200…1250

0

C chyegarada turib qoladi, bu 

esa C

3

S ning parchalanishiga olib kyeladi, klinker sifatini yomonlashtiradi. 

Sementning  mustaxkamligiga  va  boshqa  xossalariga  klinkerdagi  alit 

kristallarining  shakli  ham  ancha  ta’sir  ko‘rSatadi.  Pyetrografik  taxlillarning 

ko‘rsatishiga,  500…600  markadagi  portlandsementni  tayyerlash  uchun  klinker 

tarkibidagi turli o‘lchamli alit kristallarining orasida asoSan o‘lchami 3…80 mkm 

yiriklikdagi  kristallar  ko‘proq  bo‘lishi  kyerak.  Portlandsement  klinkerida  xosil 

bo‘ladigan alit tarkibini qo‘yidagi formula bilan ifodalash mumkin. 

54CaO∙16SiO

2

∙MgO∙Al

2

O

3

 

Belit – sement klinkerining ikkinchi asosiy minerallaridan biridir. U alitdan 

dastlabki kunlarda sekin qotishi bilan farqlanadi. Ikki kalsiy silikat, alit singari kam 

miqdordagi qo‘shimchalar (1…3%) bilan qattiq eritma xosil qilib belitga aylanadi. 

Bunday  qo‘shimchalarga  Al

2

O

3

,  Fe

2

O

3

,  Cr

2

O

3

  va  boshqalar  kiradi.  Ikki  kalsiy 

silikatning beshta polimorf formasi borligi aniqlangan 



-C

2

S; 



-C

2

S; 



C

2

S; 



-C

2

S; 



-C

2

S. 

Erish  temperaturasi  2130…1425

0

C  chegarada 



–modifikasiya  barqaror 

bo‘ladi,  bu  temperaturalardan  pastda 



–formaga  o‘tadi.  Sanoat  klinkerlarida 



–

modifikasiyani  barqarorlashtirish  qiyin  bo‘lgani  uchun  u  kam  uchraydi,   



-C

2

S  

1425…830

0

C  temperaturada  barqaror.  Bundan  past  temperaturada,  sekin  sovitish 

sharoitida  toza 



-C

2

S  turi  past  temperaturada  barqaror  bo‘lgan 



-C

2

S  formaga 

o‘tadi. 



-C

2

S  tez  sovitilganda  670

0

C  gacha  hamma  temperaturada  barqaror 

bo‘lmagan va  



-C

2

S ga aylanishiga moyil bo‘lgan 



-C

2

S formaga o‘tadi. Ammo 

bu  jarayenning  kyetishiga 



-C

2

S  kristallik  turiga  kam  miqdorda  (1…3%)  kirib 

qolgan  qo‘shimchalar  halaqit  beradi.  Barqarorlashtiruvchi  qo‘shimchalar  rolini  

Al

2

O

3

,  Fe

2

O

3

,  MgO,  Na

2

O,  K

2

O  va  Cr

2

O

3

  hamda  boshqalar  bajaradi. 



-C

2

S 

formaning 



-C

2

S  ga  aylanishda  umumiy  hajmi  10  ga  ortadi.  SHuning  uchun 

---

 

15 

material donalarining yorilishi va kukunga aylanishi kuzatiladi, 



-C

2

S 100

0

C gacha 

temperatura muhitida dyeyarli suv bilan ryeaksiyaga kirishmaydi. SHuning uchun 

u bog‘lovchilik xususiyatlarini namoyen qilmaydi. Faqat nam issiq sharoitda ishlov 

berilganda u bog‘lovchilik xususiyatlarini namoyen qiladi. 



-C

2

S ning zichligi 3,28 

g/sm

3

 tyeng, 



-C

2

S niki eSa 2,97 g/sm

2

. 

Belitning  gidravlik  aktivligi,  alit  kabi  kristallarining  tuzilishi,  kristallarning 

o‘lchami, zichligi, yoriqlar, qo‘shimchalarning strukturasiga bog‘liq. Tajdor chyetli 

dumaloq  zich  strukturali  o‘rtacha  o‘lchamlari  20…50  mkm  bo‘lgan  belitli 

sementlar yuqori mustaxkamlikka ega. Yuqori temperatura ta’sirida erigan holdagi 

alyuminat,  alyumofyerritlar  va  boshqa  ikkinchi  darajali  minerallar  oraliq  modda 

tarkibiga kiradi. 

To‘yinish  koeffisiyenti  (TK)  yuqori  bo‘lmagan  va  odatdagi  qumtuproq 

modulli  klinkerlarda  kalsiy  alyuminatlarning  S

11

A

7

  va  S

3

A  shakli  uchraydi.  TK 

yuqori bo‘lgan klinkerda esa alyumofyerritlar bilan birga faqat C

3

S xosil bo‘ladi. 

Klinkerning alyumofyerritli qismi o‘zgaruvchan tarkibga ega bo‘lib  C

2

F, S

11

A

7

 va 

erkin CaO dan iborat qattiq eritma holida bo‘ladi. 

Kalsiy  alyumofyerritlarning  qattiq  eritmasida  qo‘yidagi  birikmalar 

aniqlangan: C

8

A

3

F, C

6

A

2

F, C

4

AF, C

2

F. Klinkerda ko‘p uchraydigan C

4

AF modda 

qattiq eritmalardagi qator birikmalarning oraliq moddasi hisoblanadi. 

Past  temperaturali  pishirish  bosqichida  (1300

0

C)  gacha  homashyodagi 

barcha  dastlabki  tarkibiy  qismlar  parchalanadi,  shu  jarayenlarning  kyechishida 

kristallar  buzilib,  minerallar  «amorf»  lanadi.  Ko‘pchilik  gil  minerallar  «amorf» 

xolatining temperaturasi 300…800

0

C ga tyeng. 

Portlandsement  xom  ashyo  aralashmalarining  ryeaksiyaga  kirishishi 

qobiliyatining 

eng 

muhim 

paramyetri 

qumtuproqli 

tarkibiy 

qismning 

dispyersligidir. 

Ryeaksiyaga moyil  CaSO

3

 da va uning donalarida  SA, CS va boshqalardan 

iborat  qobiqlar  hosil  bo‘lishi  mumkin,  bu  esa  CO

2

  ning  ajralib  chiqishiga  va 

tuzning  parchalanishiga  moyillik  qiladi.  Faqat  qobiq  qayta  kristallangandan 

kyeyingina jarayonning kyechishi yana tezlashadi, ya’ni CaCO

3

 ning parchalanishi 

---

 

16 

ikki bosqichda bo‘lishi va u jarayenning kyechishiga ijobiy ta’sir qilishi mumkin, 

chunki u CaO ning qayta kristallanishiga to‘sqinlik qiladi, bu holda aktivligi kam 

bo‘lgan CaCO3 ning bir bosqichda dissosiasiyalanishi kuzatiladi. Kuydirilayotgan 

aralashmada  dastlabki  eritma  580…680

0

C  temperaturada  hosil  bo‘ladi  va  qattiq 

fazali ryeaksiyalarning kyechishini tezlashtiradi. 

Masalan,  yirik  dispyersli  shixtalarda  belit  ikki  bosqichda  hosil  bo‘ladi: 

birinchisi 1115…1125

0

C temperaturada kuzatilib, bundan SiO

2

 donalarida C

2

S dan 

iborat  qobiq  hosil  bo‘ladi:  ikkinchisi  1150…1165

0

C  temperaturada  ro‘y  beradi, 

bundan ana shu qobiqlar buzilib C

2

S  ning yangi kristallari xosil bo‘ladi. 

Aralashmalar  ishtirokida  past  temperaturali  bosqichda  quyidagi  oraliq 

birikmalar xosil bo‘ladi: 

2/2CaO∙SiO

2

/∙CaCO

3

 -  spurrit;  2CaO

.

SiO

2

∙CaF

2

; 

3/CaO∙Al

2

O

3

/∙CaSO

4

;                     2CaO∙SiO

2

; 

2/2CaO∙SiO

2

/∙CaSO

4

; 

Bir  kancha  xromit-xromatlar  va  kalsiy  frsfatlar,  shuningdyek  CaCO3  ning 

ishqor  sulfatlari  bilan  tutashgan  joylarida  ikkilamchi  tuzlar  hosil  bo‘ladi.  Tarkibi 

murakkab bo‘lgan oraliq birikmalarning xosil bo‘lishi CaCO

3

 va SiO

2 

ning o‘zaro 

ta’sirlashish temperaturasini 38…80

0

C ga pasaytirib yuboradi. 

Yuqori  temperaturali  boskichda  (1300

0

C  dan  yuqori)  nordon  va  asosiy 

ishqoriy eritmalar qushilib kyetadi, biroq klinker donalarning qizib zich yopishgan 

ayrim qismlarida tarkibi farqlanadigan eritma tomchilari mavjud bo‘lishi ehtimol. 

C

2

S  va  CaO  dan  iborat  qobiqlar  oralig‘idagi  eritmada  Sa

2+

  ionlarining  asoSan 

(SiO

2

) ionlariga diffuziyalanishi yo‘li bilan  kristallari hosil bo‘la boshlaydi. Agar 

C

3

S kristallar o‘sgan zonaga Ca

2+

 kira olmaSa, bunda nordon C

3

S kristallarini C

2

S 

va  CaO  ga  qadar  parchalab  yemirilishi  mumkin.  Klinker  zonalarida  1450

0

C 

temperaturada  xosil  bo‘lgan  eritma  quyidagicha  xosSalarga  ega;  qovushqoqligi 

0,1…0,3  Pa.s,  sirt  tarangligi  350…480.10

-3

  n/m.  U  xolda  kalsiy  ionlarining 

diffuziya  koeffisiyenti  D  Ca

2+

(53…86)

.

10

-5

,  temirniki  D  Fe

3+

-(5,7…14,2), 

alyuminiyniki    D  Al

3+

-(2,3…7,1)